APLIKASI SEQUENCING BATCH BIOFILTER GRANULAR REACTOR (SBBGR) PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH SAKIT DALAM SKALA LABORATORIUM

  TUGAS AKHIR – RE141581

APLIKASI SEQUENCING BATCH BIOFILTER

GRANULAR REACTOR

  (SBBGR) PADA

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH SAKIT

DALAM SKALA LABORATORIUM NADYA ESSA 3313100083 DOSEN PEMBIMBING Adhi Yuniarto, ST., MT., Ph.D.

  DEPARTEMEN TEKNIK LINGKUNGAN Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

  TUGAS AKHIR – RE 141581

APLIKASI SEQUENCING BATCH BIOFILTER

GRANULAR REACTOR (SBBGR) PADA

  

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR RUMAH SAKIT

DALAM SKALA LABORATORIUM NADYA ESSA NRP. 3313100083 Dosen Pembimbing Adhi Yuniarto, ST., MT., Ph.D. DEPARTEMEN TEKNIK LINGKUNGAN Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

  FINAL PROJECT – RE 141581

LAB-SCALE APPLICATION OF SEQUENCING

BATCH BIOFILTER GRANULAR REACTOR

(SBBGR) ON HOSPITAL WASTEWATER

TREATMENT NADYA ESSA NRP. 3313100083 SUPERVISOR Adhi Yuniarto, ST., MT., Ph.D. DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING Faculty of Civil Engineering and Planning Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

  

APLIKASI SEQUENCING BATCH BIOFILTER GRANULAR

REACTOR (SBBGR) PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

RUMAH SAKIT DALAM SKALA LABORATORIUM

  Nama Mahasiswa : Nadya Essa NRP : 3313100083 Jurusan : Teknik Lingkungan Dosen Pembimbing : Adhi Yuniarto, ST., MT., Ph.D.

  

ABSTRAK

  Limbah cair rumah sakit adalah semua air buangan termasuk tinja yang berasal dari kegiatan rumah sakit, yang kemungkinan mengandung mikroorganisme, bahan beracun, dan radio aktif serta darah yang berbahaya bagi kesehatan. Untuk itu dibutuhkan skema pengolahan kompleks yang berdasarkan variasi langkah bertahap agar mendapatkan efluen pengolahan limbah yang efektif. Pada penelitian ini digunakan dua variabel penelitian yaitu variasi luas permukaan media attached growth dan variasi durasi aerasi. Variasi luas permukaan media attached growth yaitu 3,6; 4,4; dan

  2

  5,3 m . Variasi durasi aerasi yaitu selama 8; 12; dan 18 jam. Pada penelitian ini digunakan reaktor skala laboratorium. Reaktor yang digunakan menggunakan aliran upflow. Penelitian pendahuluan yang dilakukan adalah seeding dan aklimatisasi bakteri dengan menganalisis karakteristiknya agar sesuai. Dan juga dilakukan analisis karakteristik awal dari air limbah rumah sakit. Analisa dilakukan sesuai metode SNI. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini berupa nilai efisiensi

  3

  penurunan COD hingga 77,3 %, efisiensi penurunan NH -N hingga

  4

  90,04 %, dan efisiensi penurunan PO hingga 64,61% dari limbah cair rumah sakit yang diolah menggunakan Sequencing Batch

  

Biofilter Granular Reacto r (SBBGR). Selama penelitian digunakan

limbah asli dari inlet IPAL rumah sakit.

  

Kata kunci : Sequencing Batch Biofilter Granular Reactor

(SBBGR) , Limbah Cair, Attached Growth, Aerasi, Bioball.

  “Halaman ini sengaja dikosongkan”

  

LAB-SCALE APPLICATION OF SEQUENCING BATCH

BIOFILTER GRANULAR REACTOR (SBBGR) ON HOSPITAL

WASTEWATER TREATMENT

  

ABSTRACT

  Hospital wastewater was everything that is left from any activities in the hospital, including human waste, which may still be containing microorganism, toxic waste, radioactive, and blood that could do harm to human health. Complex processing based on variation of step is needed for us to get an effective effluent. Variation of attached growth material surface area and variation of aeration duration are used on this research as the main variable. Variation of attached growth material surface area are 3,6; 4,4; dan

  2 5,3 m . While variation of aeration duration are 8; 12; and 18 hours.

  This reactor using up-flow system. Preliminary test of this research includes seeding and bacteria acclimatization, due to importance to know the characteristic of the hospital wastewater. Corresponding analysis that used was based on SNI method. Result from this research showed removal efficiency of COD reached 77,3 %, removal efficiency of NH

  3 -N reached 90,4 %, and

  4

  removal efficiency of PO reached 64,61 % from the hospital wastewater that is processed with Sequencing Batch Biofilter

  

Granular Reactor (SBBGR). Wastewater that used in this research

was taken from inlet of Wastewater Treatment Plant in a hospital.

  Keyword: Sequencing Batch Biofilter Granular Reactor (SBBGR), Wastewater, Attached Growth, Aeration, Bioball.

  

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

  

KATA PENGANTAR

  Puji syukur saya sampaikan kepada Allah SWT karena atas Rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul “Aplikasi Sequencing Batch Biofilter Granular

  

Reactor pada Pengolahan Limbah Cair Rumah Sakit dalam

Skala Laboratorium

  ”, dan penulis sampaikan terima kasih kepada:

  1. Bapak Adhi Yuniarto, ST., MT., Ph.D. selaku dosen pembimbing tugas akhir, terima kasih atas kesediaan, kesabaran, bimbingan, dan ilmu yang diberikan

  2. Bapak Ir. Bowo Djoko Marsono, M.Eng., Bapak Ir. Eddy Setiadi Soedjono, Dipl.SE, M.Sc .Ph.D. dan Bapak Alfan Purnomo, ST., MT. selaku dosen penguji tugas akhir, terima kasih atas saran serta bimbingannya

  3. Bapak dan Ibu Laboran Jurusan Teknik Lingkungan yang telah membantu dan memfasilitasi ketika di Laboratorium

  4. Keluarga saya yang selalu memberikan dukungan dan doa untuk kelancaran tugas akhir saya

  5. Badan Kesatuan Bangsa dan Politik (Bakesbangpol) Provinsi Jawa Timur yang membantu proses perijinan penelitian

  6. RSUD Dr. Soetomo, khususnya Instalasi Sanitasi Lingkungan yang telah membantu dan memfasilitasi penelitian

  7. Badan Kesatuan Bangsa dan Politik, dan Perlindungan Masyarakat (Bakesbangpol dan Linmas) Kota Surabaya yang membantu proses perijinan penelitian.

  8. Dinas Kebersihan dan Ruang Terbuka Hijau (DKRTH) Kota Surabaya yang telah memfasilitasi penelitian

  9. Teman-teman yang selalu memberikan semangat dan siap membantu saya Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis menerima saran agar penulisan laporan tugas akhir ini menjadi lebih baik. Semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi pembaca.

  Surabaya, 18 Mei 2017

  

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

  

DAFTAR ISI

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

DAFTAR GAMBAR

  

  

Gambar 2.10 Mekanisme Proses Metabolisme di dalam Sistem

  

Gambar 2.11 Mekanisme Penghilangan Ammonia di dalam

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

DAFTAR TABEL

  

Tabel 2.2 Parameter Efluen Limbah Rumah Sakit berdasarkan

  

  

  

  

  

  

  

  

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 5 Tahun 2014 Pasal 1 ayat 26 menjelaskan bahwa fasilitas pelayanan kesehatan adalah suatu alat dan/atau tempat yang digunakan untuk menyelenggarakan upaya pelayanan kesehatan, baik promotif, preventif, kuratif maupun rehabilitatif yang dilakukan oleh pemerintah, pemerintah daerah, dan/atau masyarakat.

  Kegiatan rumah sakit menghasilkan berbagai macam limbah yang berupa benda cair, padat, dan gas. Pengelolaan limbah rumah sakit adalah bagian dari kegiatan penyehatan lingkungan di rumah sakit yang bertujuan untuk melindungi masyarakat dari bahaya pencemaran lingkungan yang bersumber dari limbah rumah sakit. Unsur-unsur yang terkait dengan penyelenggaraan kegiatan pelayanan rumah sakit (termasuk pengelolaan limbahnya), yaitu: pemrakarsa atau penanggung jawab rumah sakit; pengguna jasa pelayanan rumah sakit; para ahli, pakar, dan lembaga yang dapat memberikan saran-saran; para pengusaha dan swasta yang dapat menyediakan sarana dan fasilitas yang diperlukan (Giyatmi, 2003). Limbah cair rumah sakit adalah semua air buangan termasuk tinja yang berasal dari kegiatan rumah sakit, yang kemungkinan mengandung mikroorganisme, bahan beracun, dan radioaktif serta darah yang berbahaya bagi kesehatan (Depkes RI, 2006). Jika Fasilitas kesehatan melakukan:

  a. pengolahan limbah domestik, wajib memenuhi baku mutu air limbah sebagaimana tercantum dalam lampiran; b. pengolahan limbah bahan berbahaya dan beracun, wajib memenuhi baku mutu air limbah sebagaimana tercantum dalam lampiran;

  c. melakukan pengolahan limbah domestik dan limbah bahan berbahaya dan beracun, wajib memenuhi baku mutu air limbah sebagaimana tercantum dalam lampiran;

  (Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 5 Tahun 2014) Salah satu alternatif untuk mengolah air limbah adalah Sequencing

  

Batch Biofilter Granular Reactor (SBBGR). SGBBR merupakan

  sistem yang dikembangkan pada tahun 2011 oleh Water Research

  

Institute di Italia. SBBGR dapat menunjukan hasil pengolahan

  biologis yang optimal untuk air limbah yang sulit diolah bahkan untuk air limbah tekstil. Teknologi inovatif ini berdasarkan biofilter tenggelam yang dioperasikan dalam sistem batch, yang menggabungkan semua kelebihan dari suatu granular Sequncing

  

Batch Reactor (SBR) dengan kemampuan penyaringan yang

  tinggi, sehingga menghindari adanya Suspended Solid (SS) pada efluen. Pada SBBGR, biomassa tidak mengendap seperti di SBR, tetapi confined di dalam zona khusus, yang disebut bed; sehingga suatu secondary settler tidak lagi dibutuhkan. Retensi biomassa

  3

  dapat menjadi lebih besar pada reaktor (sampai dengan 40 kg/m ) sehingga diperoleh reduksi produksi lumpur yang signifikan (Lotito, 2011). Dalam menggunakan SBBGR sebagai alternatif pengolahan perlu ditentukan air limbah dengan karakteristik tertentu sehingga dapat diperoleh efisiensi yang optimal. Pada penelitian sebelumnya yang telah dilakukan menunjukan hasil berbeda dalam penggunaan SBBGR pada limbah tekstil dan limbah tekstil yang dicampur oleh limbah domestik. Hal ini dikarenakan rasio BOD/COD yang terlalu rendah pada limbah tekstil. Berdasarkan latar belakang tersebut, pada penelitian ini akan dianalisis aplikasi Sequencing Batch Biofilter Granular Reactor (SBBGR) untuk pengolahan limbah cair rumah sakit. Akan dilihat pengaruh variasi luas permukaan media attached growth dan variasi durasi aerasi yang digunakan. Tingkat efisiensi yang diperoleh dapat dijadikan pertimbangan dalam aplikasi

  

Sequencing Batch Biofilter Granular Reactor (SBBGR) untuk

pengolahan limbah cair rumah sakit.

  1.2 Rumusan Masalah

  Rumusan masalah dari penelitian ini adalah :

  1. Bagaimana kinerja SBBGR dalam menurunkan

  3

  konsentrasi organik (COD), nitrogen amonia (NH -N), dan (PO

  4 ) fosfat pada pengolahan air limbah rumah sakit?

  2. Bagaimana pengaruh variasi luas permukaan media

  attached growth pada SBBGR terhadap removal

  3

  konsentrasi organik (COD), nitrogen amonia (NH -N), dan

  4

  (PO ) fosfat pada pengolahan air limbah rumah sakit?

  3. Bagaimana pengaruh variasi durasi aerasi pada SBBGR terhadap removal konsentrasi organik (COD), nitrogen

  3

  4

  amonia (NH -N), dan (PO ) fosfat pada pengolahan air limbah rumah sakit?

  1.3 Tujuan Penelitian

  Tujuan penelitian ini adalah:

  1. Menentukan kinerja SBBGR dalam menurunkan

  3

  konsentrasi organik (COD), nitrogen amonia (NH -N), dan

  4 (PO ) fosfat pada pengolahan air limbah rumah sakit.

  2. Menentukan pengaruh variasi luas permukaan media

  attached growth pada SBBGR terhadap removal

  konsentrasi organik (COD), nitrogen amonia (NH

  3 -N), dan

  4 (PO ) fosfat pada pengolahan air limbah rumah sakit.

  3. Menentukan pengaruh variasi durasi aerasi pada SBBGR terhadap removal konsentrasi organik (COD), nitrogen amonia (NH

  3 -N), dan (PO 4 ) fosfat pada pengolahan air limbah rumah sakit.

  1.4 Manfaat Penelitian

  Penelitian ini dapat memberikan alternatif untuk aplikasi teknologi pengolahan limbah cair rumah sakit melalui pengolahan biologis (gabungan antara attached growth dan suspended growth) berupa

  

Sequencing Batch Biofilter Granular Reactor (SBBGR). Penelitian

  ini juga diharapkan dapat memberikan informasi secara ilmiah mengenai Sequencing Batch Biofilter Granular Reactor (SBBGR) dalam menurunkan konsentrasi organik (COD), nitogen amonia

  3

• – N), dan fosfat (PO

  4 (NH ) yang terdapat pada limbah rumah sakit.

1.5 Ruang Lingkup

  Ruang lingkup dalam penelitian ini adalah:

  1. Limbah cair yang digukanakan yaitu limbah cair dari RSUD Dr. Soetomo, Surabaya yang berasal dari inlet IPAL di Gedung Diagnostik Center (GDC).

  2. Lumpur yang digunakan yaitu lumpur IPLT Keputih yang berasal dari Returned Activated Sludge (RAS) Unit

  Clarifier .

  3. Pada reaktor SBBGR berupa pengolahan gabungan secara attached growth dan suspended growth.

  4. Reaktor ini bekerja secara batch.

  5. Parameter utama dalam penelitian ini adalah kadar

  3

  organik (COD), nitrogen amonia (NH

• – N), dan fosfat (PO

  4 ), sedangkan parameter tambahan yang digunakan adalah pH, MLSS, dan granular.

  6. Media yang digunakan adalah media bioball dengan luas

  2

  3 spesifik 444 m /m .

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Limbah

  2.1.1 Definisi Air Limbah

  Air limbah didefinisikan sebagai “Kombinasi cairan atau air limbah yang membawa sampah dari perumahan, perkantoran, dan perdagangan serta perindustrian bersama dengan air tanah, air permukaan, dan air hujan yang mungkin ada. Sebagian besar pemanfaatan air bersih yang digunakan manusia akan menjadi air limbah. Sekitar 70% hingga 80% dari penggunaan air bersih, akan menjadi air limbah. Semakin banyak kegiatan yang dilakukan, maka semakin besar pula volume air limbah yang akan dihasilkan (Metcalf dan Eddy, 2003). Air limbah didefinisikan sebagai sisa dari suatu usaha dan atau kegiatan yang berwujud cair (Undang-Undang Nomor 82 Tahun 2001).

  2.1.2 Sumber Air Limbah

  Air limbah berasal dari beberapa sumber kegiatan, diantaranya:

   Rumah tangga (Domestic Wastewater) Air limbah yang berasal dari perumahan, perdagangan, perkantoran dan fasilitas yang sejenis.  Perindustrian (Industrial Wastewater)

  Air limbah yang berasal dari kegiatan industry, yang dapat berupa air limbah proses, air cucian alat, air kondensat, ataupun sumber lainnya.

   Infiltrasi atau resapan air hujan (Infiltratition/ Inflow) Infiltrasi berasal dari air yang masuk melalui sistem pengumpulan baik secara langsung maupun tidak langsung. Air yang masuk melalui kebocoran sambungan, retak dan pecah, atau akibat dinding yang berpori. Sedangkan inflow berasal dari saluran air hujan (catch

  basin ) yang terhubung dengan sistem pengumpulan air

  limbah, dari atap, pondasi dan lantai dasar saluran, atau melalui tutup manhole.

   Air hujan (Stromwater) Limpasan air hujan berasal dari air hujan yang turun (Metcalf & Eddy, 2003)

2.2 Air Limbah Rumah Sakit Menurut Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.

  340/MENKES/PER/III/2010, rumah sakit adalah institusi pelayanan kesehatan yang menyelenggarakan pelayanan kesehatan perorangan secara paripurna yang menyediakan pelayanan rawat inap, rawat jalan, dan gawat darurat.

  Sejalan dengan perkembangan penduduk yang sangat pesat, lokasi rumah sakit yang dulunya jauh dari daerah pemukiman penduduk tersebut sekarang umumnya telah berubah dan berada di tengah pemukiman penduduk yang cukup padat, sehingga masalah pencemaran akibat limbah rumah sakit baik limbah padat atau limbah cair sering menjadi pencetus konflik antara pihak rumah sakit dengan masyarakat yang ada di sekitarnya (Said, 2012).

  Menurut Peraturan Pemerintah Nomor. 82 Tahun 2001, setiap penanggung jawab usaha dan/atau kegiatan yang membuang air limbah ke air atau sumber air wajib mencegah dan menanggulangi terjadinya pencemaran air.

  Dengan berdasarkan peraturan tersebut, maka rumah sakit yang dibangun diwajibkan menyediakan sarana limbah padat maupun limbah cair. Namun dengan semakin mahalnya harga tanah, serta besarnya tuntutan masyarakat akan kebutuhan peningkatan sarana penunjang pelayanan kesehatan yang baik, dan di lain pihak peraturan pemerintah tentang pelestarian lingkungan juga semakin ketat, maka pihak rumah sakit umumnya menempatkan sarana pengolah limbah pada skala prioritas yang rendah. Akibatnya, sering terjadi benturan perbedaan kepentingan antar pihak rumah sakit dengan masyarakat atau pemerintah. Dengan adanya kebijakan legal yang mengharuskan pihak rumah sakit agar menyediakan fasilitas pengolahan limbah yang dihasilkan, mengakibatkan biaya investasi maupun biaya operasional menjadi lebih besar (Herlambang, 2012). Air limbah yang berasal dari limbah rumah sakit merupakan salah satu sumber pencemaran air yang sangat potensial. Hal ini disebabkan karena air limbah rumah sakit mengandung senyawa organik yang cukup tinggi juga kemungkinan mengandung senyawa-senyawa kimia lain serta mikro-organisme patogen yang dapat menyebabkan penyakit terhadap masyarakat di sekitarnya. Oleh karena potensi dampak air limbah rumah sakit terhadap kesehatan masyarakat sangat besar, maka setiap rumah sakit diharuskan mengolah air limbahnya sampai memenuhi persyaratan standar yang berlaku (Herlambang, 2012).

  Dengan adanya peraturan yang mengharuskan bahwa setiap rumah sakit harus mengolah air limbah sampai standar yang diijinkan, maka kebutuhan akan teknologi pengolahan air limbah rumah sakit khususnya yang murah dan hasilnya baik perlu dikembangkan. Hal ini mengingat bahwa kendala yang paling banyak dijumpai yakni teknologi yang ada saat ini masih cukup mahal, sedangkan di lain pihak dana yang tersedia untuk membangun unit alat pengolah air limbah tersebut sangat terbatas sekali. Untuk rumah sakit dengan kapasitas yang besar umumnya dapat membangun unit alat pengolah air limbahnya sendiri karena mereka mempunyai dana yang cukup. Tetapi untuk rumah sakit tipe kecil sampai dengan tipe sedang umumnya sampai saat ini masih membuang air limbahnya ke saluran umum tanpa pengolahan sama sekali (Herlambang, 2012).

  

2.2.1 Dampak Air Limbah Rumah Sakit terhadap

Lingkungan

  Air limbah yang tidak menjalani pengolahan yang benar tentunya dapat menimbulkan dampak yang tidak diinginkan. Dampak tersebut, antara lain :

  1. Kontaminasi dan pencemaran pada air permukaan dan badan-badan air yang digunakan oleh manusia.

  2. Mengganggu kehidupan dalam air, mematikan hewan dan tumbuhan air.

  3. Menimbulkan bau (sebagai hasil dekomposisi zat anaerobik dan zat anorganik).

  4. Menghasilkan lumpur yang dapat mengakibatkan pendangkalan air sehingga terjadi penyumbatan yang dapat menimbulkan banjir (Chandra, 2006).

  

2.2.2 Dampak Air Limbah Rumah Sakit terhadap Kesehatan

Masyarakat

  Selain memberikan kesembuhan dan peningkatan derajat kesehatan masyarakat, kegiatan rumah sakit juga memiliki hasil sampingan yaitu berupa buangan baik buangan padat, cairan, dan gas yang banyak mengandung kuman patogen, zat kimia yang beracun, zat radioaktif, dan lain-lain (Adisasmito, 2007) Apabila pengolahan bahan buang ini tidak dilakukan secara saniter, niscaya akan menyebabkan gangguan terhadap kelompok masyarakat di sekitar rumah sakit dan lingkungan baik dalam maupun luar. Kelompok masyarakat yang mempunyai resiko untuk mendapat gangguan atau penyakit akibat buangan RS ini adalah:

   Kelompok masyarakat yang datang ke rumah sakit untuk memperoleh pengobatan dan perawatan RS. Kelompok ini merupakan kelompok yang paling rentan terhadap kemungkinan untuk mendapat infeksi nosokmial di RS.

   Karyawan RS yang dalam melaksanakan tugas sehari- harinya selalu akan kontak dengan orang sakit yang merupakan sumber penyakit serta sumber agen penyakit lainnya.  Pengunjung atau pengantar orang sakit ke RS, karena berada dalam lingkungan RS maka mereka akan terpapar dengan keadaan lingkungan RS tersebut.

   Masyarakat yang bermukim di sekitar RS, hal ini dapat terjadi apabila RS membuang limbahnya tanpa mengikuti prosedur yang berlaku sehingga menimbulkan pencemaran lingkungan di sekitarnya yang berdampak pada masyarakat lingkungan rumah sakit tersebut (Putri, 2009).

2.2.3 Karakteristik Air Limbah Rumah Sakit

  Di dalam pengelolaan air limbah rumah sakit, maka yang perlu diperhatikan adalah sistem saluran pembuangan air. Saluran air limbah dan saluran air hujan harus dibuat secara terpisah. A ir limbah rumah sakit baik yang berasal dari buangan kamar mandi, air bekas cucian, air buangan dapur serta air limbah klinis dikumpulkan ke bak kontrol dengan saluran atau pipa tertutup, selanjutnya dialirkan ke unit pengolahan air limbah. Setelah dilakukan pengolahan, air hasil olahannya dibuang ke saluran umum. Untuk air hujan dapat langsung dibuang kesaluran umum melalui saluran terbuka.

  Dari hasil analisa kimia terhadap berberapa contoh air limbah rumah sakit yang ada di DKI Jakarta menunjukkan bahwa konsentrasi senyawa pencemar sangat bervariasi misalnya, BOD 31,52 - 675,33 mg/l, ammoniak 10,79 - 158,73 mg/l, deterjen (MBAS) 1,66 - 9,79 mg/l. Hal ini mungkin disebabkan karena sumber air limbah juga bervarisi sehingga faktor waktu dan metoda pengambilan contoh sangat mempengaruhi besarnya konsentarsi. Secara lengkap karakteristik air limbah rumah sakit dapat dilihat pada tabel 1. Dari tabel tesebut terlihat bahwa air limbah rumah sakit jika tidak diolah sangat berpotensi untuk mencemari lingkungan. Selain pencemaran secara kimiawi, air limbah rumah sakit juga berpotensi untuk memcemari lingkungan secara bakteriologis (Herlambang, 2012). Karakteristik air limbah rumah sakit dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut ini.

  

Tabel 2. 1 Karakteristik Limbah Cair di Inlet IPAL Sentral RSUD Dr.

Soetomo

  Hasil Parameter Unit Jan Feb Mar Apr Mei Jun

BOD5 mg/l 45,8 37,5 27,1 53,8 37,7 38,8

  

COD mg/l 112,5 94,3 69,9 133,2 92,7 96,8

TSS mg/l

  41

  

61

  48

  53

  41

  60 NH2

Bebas mg/l 0,541 0,6 0,343 0,586 0,389 0,713 PO4

(Ortho) mg/l 1,46 1,3 1,37 1,47 1,66 1,23

Suhu celcius

  29

  

29

29 29,5 29,5 29,5

pH - 7,4 7,5 7,4 7,5 7,4 7,4

Kuman ribu Coli MPN/100 ml 182

  

85

25 350 35 124

(Sumber : Hasil Pemerik saan Limbah Cair di Laboratorium UPT

BLH Provinsi Jawa Timur Semester 1 Tahun 2016)

2.2.4 Baku Mutu Air Limbah Rumah Sakit

  Baku mutu air limbah bagi usaha dan/atau kegiatan fasilitas pelayanan kesehatan sesuai Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 adalah sebagai berikut.

Tabel 2.2 Parameter Efluen Limbah Rumah Sakit berdasarkan Permen LH No. 5 Th. 2014

  Konsentrasi Paling Tinggi Parameter

  Nilai Satuan

  Fisik a

  Suhu 38 celcius Zat padat terlarut 2000 mg/L Zat padat tersuspensi 200 mg/L

  Kimia

  pH 6-9 BOD 50 mg/L COD 80 mg/L TSS 30 mg/L Minyak dan Lemak MBAS 10 mg/L Amonia Nitrogen 10 mg/L Total Colifrom 5000 (MPN / 100 ml)

  (Sumber : Lampiran Permen LH No. 05 Th. 2014)

  Baku mutu air limbah bagi usaha dan/atau kegiatan rumah sakit sesuai Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 72 Tahun 2013 adalah sebagai berikut.

  

Tabel 2. 3 Parameter Efluen Limbah Rumah Sakit berdasarkan

Pergub Jatim No. 72 Th. 2013

  BAKU MUTU AIR LIMBAH BAGI USAHA DAN/ ATAU KEGIATAN RUMAH SAKIT

  Volume Limbah Cair Maximum 500 L / (orang.hari) Parameter Kadar Maximum (mg/l)

  Suhu

  30 pH 6-9 BOD

  30 COD

  80 TSS

  30

  3 NH -N bebas 0,1

  2 MPN-Kuman Golongan Koli / 100 ml 10000

  4 PO

  (Sumber : Lampiran Pergub Jatim No. 72 Th. 2013)

2.3 Rasio BOD/COD

  Beberapa senyawa organic mengandung material yang dapat dihitung dalam dua parameter sederhana, yaitu biological oxygen

  

demand (BOD) dan chemical oxygen demand (COD). BOD

  diketahui sebagai uji standar untuk mengetahui kadar konsentrasi kebutuhan oksigen yang digunakan mikroba untuk mendegradasi senyawa organik dalam suatu periode waktu tertentu, biasanya selama 5 hari tetapi dapat diperpanjang hingga 30 hari. COD dalah uji standar pada air untuk mengonsumsi oksigen di dalam bentuk kalium dikromat selama degradasi senyawa organik dan senyawa kimia anorganik seperti amonia dan nitrit dalam waktu beberapa jam. Kalium dikromat tidak secara spesifik untuk mengonsumsi oksigen baik organik maupun anorganik, sehingga kedua senyawa tersebut termasuk dalam COD. Sebagai hasilnya, rasio BOD/COD harus kurang dari atau sama dengan 1,0. Dalam menghadapi material yang belum terolah seperti air baku, air limbah, dan air lindi, pada satu sisi, rasio BOD/COD lebih tinggi dari 0,5. Sampel air lindi dari landfill yang baru beroperasi mengandung konsentrasi BOD dan COD yang tinggi, yaitu 60.000 mg/L dan 130.000 mg/L secara berturut-turut. Rasio BOD/COD yang tinggi dapat ditemukan di air alami, yang mengandung BOD kurang dari 10 mg/L dan COD kurang dari 20 mg/L untuk pergantian tahunan. Di sisi lainnya, rasio BOD/COD kurang dari 0,5. Rasio BOD/COD yang rendah dapat ditemukan di air limbah insdustri, yang mengandungkonsentrasi BOD yang rendah kurang dari 100 mg/L dan COD yang tinggi lebih dari 800 mg/L. Rasio BOD/COD yang rendah dapat juga ditemukan di air laut, yang mengandung konsentrasi BOD dan COD yang rendah, yaitu kurang dari 14 mg/L dan 46 mg/L secara berturut-turut. Oleh karena itu, rasio BOD/COD tidak berarti jika tidak diketahui tujuan penggunaannya (Ganjar Samudro dan Sarwoko Mangkoedihardjo, 2010).

2.3.1 Zonasi Rasio BOD/COD

  Rasio BOD/COD tidak lebih dari suatu indikator terhadap pengaruh hasil senyawa organik yang mengandung material (terutama air, air limbah, air lindi, kompos, dan material sejenis) di dalam kompenen lingkungan dari alam dan lingkungan buatan (sumber air, wetland, tanah, landfill sampah, lahan agrikultural, kolam stabilisasi, pengolahan air dan air limbah, dan komponen sejenis). Berdasakan rasio BOD/COD dapat diklasifikasikan ke beberapa zona yang kandungan senyawa organik nya akan diolah atau tidak. Penjelasan mengenai klasifikasi dan strategi untuk menyelesaikan permasalahan rasio BOD/COD dapat dilihat di bawah ini.

  Zona toksik - Zona toksik berarti batas senyawa organik yang berpotensi memiliki ketidakcocokan terhadap makhluk hidup. Makhluk hidup yang terdiri dari mikroba, tumbuhan, dan tumbuhan air. telah diketahui bahwa biodegradibilitas adalah rasio konsentrasi massa BOD/COD yaitu kemampuan dari suatu zat yang dapat berubah menjadi zat yang lebih sederhana oleh bakteri. Rasio BOD/COD yang kurang dari 0,1 memnunjukan adanya porsi yang besar dari COD yang sulit terurai. Beberapa molekul organik tidak dapat terurai, seperti humus dan asam fulfik di dalam air lindi dari landfill yang juga dicirikan dengan sangat tingginya kadar garam terlarut, klorida, natrium, karbonat, dan amonia. Senyawa organik tersebut berkontribusi dalam menjadikan kosentrasi rasio BOD/COD yang rendah sehingga berada dalam zona tosik.

  Berdasarkan penelitian dalam pengolahan biologis, fitoteknlogi, dan pengolahan toksikologi dapat disimpulkan bahwa zona toksik untuk BOD dan COD untuk memastikan pengolahan lebih lanjut akan berjalan dengan beberapa variasi kondisi sebagai berikut:

  1. Rasio BOD/COD maksimum adalah 0,1

  2. Konsentrasi BOD minimum adalah 10 mg/L untuk pengolahan air, 100 mg/L untuk pengolahan dengan mikroba dan fitoteknologi, 50.000 mg/L untuk pengolahan alami.

  3. Konsentrasi COD minimum adalah 50 mg/L untuk pengolahan air, 500 mg/L untuk pengolahan dengan mikroba dan fitoteknologi, 100.000 mg/L untuk pengolahan alami.

• Zona biodegradable Zona biodegradable berarti batas senyawa organik yang dapat diuraikan oleh mikroba dalam alam dan kondisi buatan. Sebagaimana zona toksik telah diidentifikasi, zona biodegradable diidentifikasi sebagai berikut:

  1. Batas rasio BOD/COD diantara 0,1 dan 1,0. Pada zona ini dapat dipisah menjadi beberapa tingkat, yaitu biodegradable rendah, biodegradable cukup, dan biodegradable tinggi yang membutuhkan studi lebih lanjut.

  2. Konsentrasi maksimum BOD adalah 10 mg/L untuk pengolahan air, 100 mg/L untuk pengolahan dengan mikroba dan fitoteknologi, 50.000 mg/L ntuk pengolahan alami.

  3. Konsentrasi COD maksimum adalah 50 mg/L untuk pengolahan air, 500 mg/L untuk pengolahan dengan mikroba dan fitoteknologi, 100.000 mg/L ntuk pengolahan alami.

  Zona stabil - Zona stabil berarti batas senyawa organik yang dapat dibuang secara aman ke lingkungan tanpa pengaruh yang signifikan terhadap kualitas keseluruhan lingkungan. Zona stabil ini berhubungan dengan standar untuk komponen lingkungan yang sangat beragam di seluruh Negara. Bagaimanapun, zona stabil dapat dikategorikan sebagai zona biodegradable yang rendah.

  Diantara zona satbil, senyawa organik mungkin ak an mengalami proses penguraian pada laju yang lambat.

  Gambar 2. 1 Zona Segitiga untuk Rasio BOD/COD

  Strategi pengolahan - Dengan menggunakan tiga zona tersebut, strategi untuk menyelesaikan masalah yang terjadi dapat diterapkan. Contohnya, diasumsikan bahwa senyawa organik yang terkandung dalam air limbah berada dikategorikan dalam nilai BOD 500mg/L, COD 5.000 mg/L, dan rasio BOD/COD adalah 0,1. Air limbah tersebut akan diolah secara pengolahan mikroba aerobik. Untuk pengolahan dengan mikroba, karakteristik air limbah berada dalam zona toksik. Prioritas utama yaitu untuk merubah air limbah toksik menjadi air limbah yang bidegradable. Perubahan tersebut dapat dicapai dengan metode pengolahan tertentu seperti pengolahan fisik atau pengolahan kimia untuk mencapai nilai BOD < 100 mg/L, COD < 500 mg/L dan rasio BOD/COD > 0,1. Setelah dilakukan pengolahan fisik atau pengolahan kimia tersebut, air limbah dapat diolah secara pengolahan biologis atau secara fitoteknologi untuk mencapai zona stabil yaitu zona yang dapat dibuang langsung ke lingkungan (Ganjar Samudro dan Sarwoko Mangkoedihardjo, 2010).

2.4 Pengolahan Biologis Air Limbah

  Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:

  1. Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reactor ).

  2. Reaktor pertumbuhan melekat (attached growth reactor) (Soeparman dan Soeparmin, 2002).

2.4.1 Suspended Growth Process

  Pada proses suspended growth, mikroorganisme yang berperan untuk pengolahan dipelihara di dalam suspense liquid dengan metode pencampuran yang sesuai. Banyak proses suspended

  

growth yang digunakan pada pengolahan air limbah domestik dan

  industri yang dioperasikan dengan adanya konsentrasi oksigen terlarut (aerobik), tetapi terdapat juga aplikasi proses suspended

  

growth yang digunakan tanpa adanya oksigen (anaerobik),

  contohnya untuk air limbah industri dengan konsentrasi dan lumpur organik yang tinggi. Proses suspended growth yang paling umum digunakan untuk air limbah domestik adalah proses activated- sludge (Metcalf dan Eddy, 2003).

  Proses activated-sludge dinamakan demikian karena prosesnya melibatkan produksi suatu massa aktif dari mikroorganisme yang mampu menstabilkan air limbah dalam kondisi aerobik. Di dalam tangki aerasi, waktu kontak disediakan untuk mencampurkan dan mengaerasi influen air limbah dengan suspensi mikroba, yang dimaksud sebagai Mixed Liquor Suspended Solid (MLSS) atau

  

Mixed Liquor Volatile Suspended Solid (MLVSS). Peralatan

  mekanis digunakan untuk menjamin terjadinya mixing dan transfer oksigen ke dalam proses tersebut. Mixed liquor kemudian mengalir ke sebuah clarifier sebagai tempat terjadinya pengendapan suspensi mikroba dan terjadinya proses pengentalan. Biomassa yang mengendap, digambarkan sebagai lumpur aktif karena adanya mikroorganisme aktif, selanjutnya lumpur aktif tersebut dikembalikan ke tangki aerasi untuk proses biodegradasi materi organik dari influen air limbah. Sebagian padatan lumpur yang telah mengental akan dibuang setiap hari atau setiap periodik tertentu sebagai proses resirkulasi yang dihasilkan akibat kelebihan biomassa yang akan terakumulasi dengan padatan non-

  

biodegradable yang terkandung dalam influen air limbah. Jika

  akumulasi padatan tidak dihilangkan, maka akan terbawa ke sistem efluen (Metcalf dan Eddy, 2003). Keistimewaan dari proses activated-sludge adalah terbentuknya partikel flok, yang ukurannya berkisar dari 50-200 µm, yang dapat dihilangkan melalui pengendapan secara gravitasi, sehingga menghasilkan liquid yang relatif bening sebagai efluen. Khususnya, lebih dari 99% dari padatan tersuspensi dapat dihilangkan di clarifier (Metcalf dan Eddy, 2003).

2.4.2 Attached Growth Process

  Pada proses attached growth, mikroorganisme yang berperan dalam konversi materi organik atau nutrien melekat pada materi

  

pack ing inert . Materi organik atau nutrien yang akan dihilangkan dari air limbah dialirkan melalui attached growth yang juga disebut biofilm. Materi packing yang digunakan pada proses attached growth dapat berupa batuan, pasir, bermacam-macam plastic, dan materi sintetis lainnya. Proses attached growth juga dapat dioperasikan secara aerobik maupun anaerobik. Pack ing dapat secara keseluruhan berada dalam fase liquid atau bukan liquid, dengan udara atau gas diatas lapisan biofilm liquid. Proses attached growth yang paling sering digunakan adalah

  

trick iling filter yang pada prinsipnya air limbah didistribusikan ke

  seluruh area bagian atas dari suatu pipa yang terdiri dari materi

  

pack ing non-submerged. Berdasarkan sejarah, batu merupakan

  materi pack ing yang paling sering digunakan untuk trick ling filter, dengan kedalaman yang berkisar dari 1,25

• – 2 m (4–6 ft). Trickling

  

filter yang terbaru bervariasi ketinggiannya dari 5-10 m (16-33 ft)

  dan diisi oleh materi pack ing plastik sebagai tempat melekatnya biofilm. Materi pack ing plastik didesain kira-kira 90-95 persen dari volume dalam reactor yang terdiri dari ruang kosong. Sirkulasi udara pada ruang kosong, baik secara alami atau dengan blower, yang menyediakan oksigen untuk pertumbuhan mikroorganisme sebagai biofilm yang melekat. Influen air limbah didistribusikan ke seluruh pack ing dan mengalir sebagai liquid yang tidak sejenis pada lekatan biofilm. Kelebihan biomassa dari attached growth dihilangkan secara periodik dan clarifier dibutuhkan untuk pemisahan liquid atau padatan agar menghasilkan efluen dengan konsentrasi padatan tersuspensi yang rendah. Padatan terkumpul di dasar clarifier dan selanjutnya dihilangkan sebagai proses pengolahan limbah lumpur. (Metcalf dan Eddy, 2003) Teknologi attached growth yang telah dikembangkan, diantaranya adalah sebagai berikut:

  Trick ling Filter (TF) -

Trick ling filter telah digunakan untuk memberikan pengolahan air

  limbah secara biologis pada air limbah domestik dan air limbah industi selama hampir 100 tahun. Trick ling filter adalah reaktor biologis dengan fixed-film non-submerged yang menggunakan packing batu atau plastik, pada sistem ini air limbah akan didistribusikan secara kontinyu. Pengolahan terjadi secara cairan mengalir melalui biofilm yang melekat. Kedalaman batu pada

  

pack ing batu berkisar dari 0,9 sampai 2,5 m (3 sampai 8 kaki) dan

  rata-rata yang digunakan adalah 1,8 m (6 kaki). Media filter batu pada umumnya berbentuk lingkaran, dan air limbah nya didistribusikan melalui bagian atas media dengan pendistribusi yang berputar. Banyak trickling filter konvensional menggunakan batu sebagai material pack ing yang telah dikonversikan menjadi packing plastik untuk meningkatkan kapasitas pengolahan. Pada dasarnya seluruh trick ling filter baru yang digunakan saat ini tersusun dengan pack ing plastik.

  

Trick ling filter yang menggunakan pack ing plastik dapat dibentuk

  lingkaran, persegi, dan bentuk lainnya dengan kedalaman yang bervariasi dari 4 sampai 12 m (14 sampai 40 kaki). Sebagai tambahan untuk pack ing, komponen-komponen lain dari trick ling

  

filter termasuk dosis air limbah atau sistem aplikasi, suatu saluran

  bawah tanah, dan suatu struktur pack ing. Sistem saluran bawah tanah sangat penting baik untuk pengumpulan cairan efluen pada

  

trick ling filter dan sebagai suatu struktur pori yang dilalui sirkulasi

  udara. Cairan yang terkumpul dilewatkan menuju suatu tangki sedimentasi yang padatannya dipisahkan dari air limbah yang telah diolah. Pada praktik nya, sejumlah cairan yang terkumpul pada sistem saluran bawah tanah atau efluen yang telah diendapkan didaur ulang ke dalam aliran umpan trick ling filter, biasanya untuk pengenceran besarnya beban air limbah yang masuk dan untuk memelihara kadar air agar lapisan lendir biologis tetap lembab.

  Influen air limbah biasanya dilewatkan pada bagian atas pack ing melalui pelengkap distributor yang mebentang pada diameter dalam trick ling filter dan memiliki jalur masuk yang bervariasi agar terjadi laju aplikasi per satuan luas yang seragam. Pelengkap distributor dirotasikan dengan kekuatan dari air yang keluar melalui jalur masuk atau dengan penggunaan motor listrik. Desain motor listrik menyediakan sistem control yang lebih fleksibel dan jangkauan yang lebih luas dari kecepatan rotasi distributor dibandingkan kemungkinan dari desain hidraulik sederhana. Dalam beberapa kasus, khususnya untuk filter berbentuk kotak atau persegi, digunakan pipa fixed- flat spray.

  Klarifikasi primer dibutuhkan sebelum trick ling filter batu, dan secara umum digunakan juga sebelum trick ling filter dengan

  

pack ing plastik, melalui lapisan saring (lebih kecil dari 3mm) telah

  berhasil digunakan dengan pack ing plastik. (Metcalf dan Eddy, 2003).

  Rotating Biological Contractor (RBC) -

Rotating Biological Contractor (RBC) pertama kali dioperasikan di